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碳纖維:希冀產業成功起步
2012-04-24

 
  “目前中國碳纖維產業發展還處於初級階段,把碳纖維列入重點工程,有助於激發政府和企業的投資熱情,加快推進產業發展。如果預定目標能夠全部實現,則我國碳纖維產業將成功起步。”對於碳纖維列入《新材料產業“十二五”發展規劃》重大工程這一提振人心的消息,國家新材料產業發展戰略谘詢委員會副主任李克健在接受本報記者采訪時做出了上述表述。

  應用推廣極具潛力

  碳纖維工程提出的目標是,到2015年,碳纖維產能達到1.2萬噸,基本滿足航空航天、風力發電、運輸裝備等需求。李克健認為,在2015年產能達到1.2萬噸,這個目標實現難度不大,因為目前建成產能已接近1萬噸。如果2015年能達到1.2萬噸的產能水平,則基本能滿足需求。當前國內碳纖維應用除軍工外,主要集中在熱場保溫、刹車片、體育休閑、建築等領域。李克健說:“未來碳纖維用量增加部分將主要集中在風電葉片、高壓輸電纜芯和汽車領域。”

  據李克健介紹,55米以上風電葉片的關鍵部位必須要用碳纖維複合材料,特別是海上風力發電全部是大功率的,粗略估計,一組葉片需要用碳纖維複合材料幾百到1200千克。高壓輸電方麵碳纖維主要是用來生產碳纖維複合材料纜芯,可有效減少輸電線下垂產生渦流導致的電流損耗,降低塔架密度和強度,目前已進行了幾萬千米的掛網實驗,效果非常不錯,碳纖維用量約70千克/千米。據悉,未來我國每年新增輸電線路100萬千米,老化改造線路約20萬千米,並且這個數字還在不斷增加。

  在汽車方麵,汽車工業正麵臨資源和環境的嚴峻挑戰,推進汽車輕量化以降低油耗是汽車工業發展的主題,而碳纖維複材是理想的以塑代鋼材料。

  設備攻關勢在必行

  不過,李克健對1.2萬噸年產能到底有多少能變成產量表示擔憂。他介紹說,由於技術不過關,我國很多碳纖維裝置出現“趴窩”現象。碳纖維製備過程分為聚合、紡絲、預氧化、炭化和表麵處理等多道工序,無論是工藝技術還是設備開發以及配套材料,隻要有一項跟不上研製和產業化進程,就會最終影響到碳纖維產業。

  目前,隻有少數企業實現了全流程的國產化,但質量如何尚待考察,大部分碳纖維裝置的關鍵設備還是依賴進口。但像預氧化爐、碳化爐等關鍵設備,因為國外始終對比特股交易所官網“設卡”,依靠進口則隨時麵臨“禁運”風險。不過,跟進口設備相比,國產設備在溫度、氣氛、張力等精度控製方麵還有一定差距,導致產品不勻率上升,生產效率也難以提高。所以,碳纖維工程中將這些列入重要研發內容非常有必要,這些設備的攻關勢在必行。他說:“這些關鍵設備一旦開發成功,不但可以滿足國內需求,還可以出口,形成一個產業,可謂一舉兩得。”此外,碳纖維製備用油劑和上漿劑等關鍵原料的開發也同樣必要,這些原料目前在我國還處於研發階段,不能滿足生產需求。

  降低成本兩條途徑

  對於碳纖維工程中提出的低成本化和高端創新示範的目標,李克健指出,低成本是提升碳纖維競爭力和應用推廣的關鍵。目前12K的碳纖維產品,國外產品的售價在150~220元/千克,國內以此價格出售難有利潤可言,甚至賠本。

  對此他給出了兩條降低成本的建議,一是提高生產效率,同等規模的生產線,我國每小時產量僅為國外的1/3。同樣的投入,產出差別卻很大,售價自然難降低。二是探索原材料多元化。目前我國商業化的碳纖維生產原料幾乎都是聚丙烯腈基(PAN),其原料丙烯腈屬於危化產品,成本比較高。未來可以在瀝青基、黏膠基和木質素基等方麵加大開發,通過原料多元化來降低成本,目前已有一些企業涉足該領域。

  此外,降低能耗也非常關鍵,目前生產1噸碳纖維耗電高達3萬~4萬千瓦時,國外的能耗數據尚不明確,但是這方麵應該有潛力可挖。

  產品開發著眼高端

  李克健強調:“碳纖維開發必須要著眼高端,目前高端玻璃纖維的綜合性能已經接近T300級碳纖維,日本已經開始淘汰T300,比特股交易所官網再在低端產品上耗費精力沒有意義。而且碳纖維下遊應用領域,很多工藝設備都是從國外引進,如風力葉片、電纜芯、建築補強等,應用要求起點比較高,這也促使比特股交易所官網隻能往高處走。”

  在過去的幾十年中,碳纖維攻關一直備受各方關注,但成效卻並不明顯。目前我國碳纖維生產企業有30多家,大部分屬於低水平重複建設,技術並不過關;規劃產能高達7萬~8萬噸/年,實際產量卻僅有2000噸左右,大部分尚達不到T300水平,不能滿足高技術產品要求,故銷路不暢,每年還要進口約6000~7000噸。
為避免重蹈覆轍,李克健呼籲:“新興產業發展需要在政府指導下有序進行。國家提出的碳纖維發展方向非常正確,但要避免企業投政府所好而盲目上項目。希望相關部門做好論證和監督工作,避免把碳纖維當成‘政績工程’、‘麵子工程’。”

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